JP2658074B2 - ターニングブローチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、クランクシャフト等を製造する際に使用
されるターニングブローチに関するものである。

「従来の技術」 近年、クランクシャフトのカウンタ幅削り、ピン・ジ
ャーナル径幅削り、およびピン・ジャーナル径加工等を
一連の動作の中で行うターニングブローチが開発されつ
つある。

このターニングブローチは、ブローチ本体に切刃をブ
ローチ本体の送り方向に互いに離間させ、かつブローチ
本体の先端側から基端側に向かうにしたがって漸次ブロ
ーチ本体の送り方向と直交する方向に突出させてなるも
のである。そして、このようなターニングブローチで
は、被削材を高速回転させ、その回転中心と直交する方
向にブローチ本体を移動させることにより上記のような
加工を行うようになっている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、このようなターニングブローチにおいて
は、特にピン・ジャーナル径加工を行う際に、切刃が第
15図に示すピン・ジャーナル部Ｐの両端部に形成された
壁面Ｗにより囲まれるので、切屑の排出性が悪いという
問題点があった。

「発明の目的」 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、
切屑の排出性を向上させることができるターニングブロ
ーチを提供することを目的といしている。

「問題点を解決するための手段」 この発明のターニングブローチはブローチ本体の少な
くとも中間部に、複数のスローアウエイチツプをブロー
チ本体の送り方向に互いに離間させて設け、かつ各スロ
ーアウエイチップの切刃をブローチ本体の先端側から基
端側に向かうにしたがって漸次ブローチ本体の送り方向
と直交する方向に突出させてなり、このうち一部のスロ
ーアウェイチップは、上記ブローチ本体の上面の幅方向
中央部に設けられて、上記切刃が上記ブローチ本体の幅
方向中央部から側面側に向かうにしたがって漸次ブロー
チ本体の基端側に向けて傾斜するＶ字形をなし、かつ切
刃の逃げ面がブローチ本体の基端側に向かうにしたがっ
て漸次ブローチ本体の底面側に向けて傾斜している一
方、残りのスローアウェイチップは、上記ブローチ本体
の上面両側部に設けられて、上記切刃のコーナ角を負の
値にしていることを特徴としている。

「実施例」 以下この発明のターニングブローチの一実施例を第１
図ないし第14図を参照して説明する。

これらの図において符号１はブローチ本体を示す。こ
のブローチ本体１は第１図中左右方向に長尺なものであ
り、その先端部にはクランクシャフトのカウンタ幅を切
削するための多数のスローアウエイチツプ（以下チツプ
という）２が以下のようにして装着されている。

すなわち、第２図および第３図に示すように、ブロー
チ本体１の先端部上面には、ブローチ本体１の上面およ
び側面に開口する多数のチツプ取付座（以下取付座とい
う）３が、互いにブローチ本体の長手方向に所定間隔だ
け離間して、かつ取付座３の取付底面3aをブローチ本体
１の先端側から基端側に向かうにしたがって漸次第３図
中上方に位置させるようにして形成されている。この取
付底面3aはブローチ本体１の上面中央部から側面側に向
かうにしたがって漸次ブローチ本体１の底面側に向けて
傾斜しており、この傾斜面（取付底面3a）の前方（図中
左方）には、切削排出溝４がブローチ本体１の上面から
側面を図中下方に延びるようにして形成されている。

そして、上記チツプ２は、その底面を取付底面3aに密
接させると共に、チツプ２の側面を取付底面3aに交差す
る取付側面3bに密接させ、取付ねじ６をブローチ本体１
に締め込むことにより取付座３に装着されている。

上記チツプ２は四角形板状のものであり、ブローチ本
体１の先端側を向く面がすくい面2aとされており、この
すくい面2aとこれに交差する逃げ面2bとの稜線部に切刃
７が形成されている。

これら切刃７はブローチ本体１の先端側から基端側に
向かうにしたがって漸次第３図中上方に所定量だけ突出
しており、各切刃７は第４図に示すように、ブローチ本
体１の送り方向に平行な基準面８に対して60°傾斜して
いる。（すなわちコーナ角が60°） また、第５図および第６図に示すように、最右方に位
置するチツプ２の右方には、クランクシャフトのピン・
ジャーナル径幅を切削するためのスローアウエイチツプ
（以下チツプという）10が以下のようにして装着されて
いる。

すなわち、上記最右方に位置するチツプ２の右方に
は、ブローチ本体１の上面および側面に開口する複数の
チツプ取付座（以下取付座という）11が、互いにブロー
チ本体１の長手方向に所定間隔だけ離間して、かつ取付
座11の取付底面11aをブローチ本体１の先端側から基端
側に向かうにしたがって漸次第６図中上方に位置させる
ようにして形成されている。この取付底面11aはブロー
チ本体１の上面中央部から側面側に向かうにしたがって
漸次ブローチ本体１の底面側に向けて傾斜しており、こ
の傾斜面（取付底面11a）の前方（図中左方）には、切
削排出溝14がブローチ本体１の上面から側面を図中下方
に延びるようにして形成されている。

そして、上記チツプ10は、チツプ10の底面を取付底面
11aに密接させると共に、チツプ10の側面を取付底面11a
に交差する取付側面11bに密接させ、取付ねじ16をブロ
ーチ本体１に締め込むことにより取付座11に装着されて
いる。

上記チツプ10は略四角形板状のものであり、ブローチ
本体１の先端側を向く面がすくい面10aとされており、
このすくい面10aとこれに交差する逃げ面10bとの稜線部
に切刃17aが形成されている。

これら切刃17aはブローチ本体１の先端側から基端側
に向かうにしたがって漸次第６図中上方に所定量だけ突
出しており、各切刃17aは第７図に示すように、ブロー
チ本体１の送り方向に平行な基準面８に対して30°傾斜
している。（すなわちコーナ角が30°） さらに、上記各切刃17aは、第５図においてブローチ
本体１の上面中央部からブローチ本体１の側面側に向か
うにしたがって漸次ブローチ本体１の基端側に向けて傾
斜している。

また、最右方に位置する取付座11の右方には、ブロー
チ本体１の上面および側面に開口する多数のチツプ取付
座（以下取付座という）20が互いにブローチ本体１の長
手方向に所定間隔だけ離間して、かつ取付底面20aをブ
ローチ本体１の先端側から基端側に向かうにしたがって
漸次第６図中上方に位置させるようにして形成されてお
り、これら取付座20には上記チツプ10がその切刃の向き
を変えて装着されている。

すなわち、各チツプ10はその切刃17bが第５図におい
てブローチ本体１の上面中央部から側面側に向かうにし
たがって漸次ブローチ本体１の基端側に向けて傾斜する
ように、かつコーナ角がー５°になるようにして取付座
20に装着されている。

さらに、ブローチ本体１の中間部には、クランクシャ
フトのピン・ジャーナル径の荒加工を行うためのスロー
アウエイチツプ（以下チツプという）30が以下のように
して装着されている。

すなわち、ブローチ本体１の上面の幅方向中央部に
は、第５図および第６図に示すように、複数のチツプ取
付座（以下取付座という）31がブローチ本体１の長手方
向に沿って所定間隔だけ互いに離間して、かつ取付座31
の取付底面31aをブローチ本体１の先端側から基端側に
向かうにしたがって第６図中上方に位置させるようにし
て形成されており、各取付座31の左方には切削排出溝32
がブローチ本体１の上面から側面を図中下方に延びるよ
うにして形成されている。

そして、上記チツプ30は、チツプ30の底面を取付底面
31aに密接させると共に、チツプ30の側面を取付底面31a
に交差する取付側面31bに密接させ、取付ねじ34をブロ
ーチ本体１に締め込むことにより取付座31に装着されて
いる。

上記各チツプ30は六角形板状のものであり、ブローチ
本体１の先端側を向くＶ字形に突き合わされた側面がす
くい面30a,30aとされている。これらすくい面30a,30aと
これらに交差する逃げ面30bとの稜線部にブローチ本体
１の幅方向中央部から側面側に向かうにしたがって漸次
ブローチ本体１の基端側に向けて傾斜するＶ字形をなす
切刃35,35が形成されており、各チツプ30の切刃35,35は
ブローチ本体１の先端側から基端側に向かうにしたがっ
て漸次ブローチ本体１の送り方向と直交する方向に突出
せしめられている。また、上記逃げ面30bはブローチ本
体１の基端側に向かうにしたがって漸次ブローチ本体１
の底面側に向けて傾斜している。

そして、このようなチツプ30ではピン・ジャーナル径
の荒加工を行う際に、切刃35,35の交点部をピン・ジャ
ーナル部の中央部に三角形状の溝を形成するように切り
込むが、第９図ないし第11図に示すようにこの溝を形成
する壁面と上記基準面８とのなす角をγ°、切刃35と基
準面８に直交する面とのなす角（リード角）をα°、逃
げ面30bと基準面８とのなす角（逃げ角）をβ°とする
と、これらα°，β°，γ°の関係は tanγ°＝tanα°sinβ°で表される。

ここで、上記リード角α°は30°〜40°に設定されて
いる。これは30°以下では切屑の分断性が悪く、40°以
上では切刃35,35の強度が低いためである。

また、第５図および第６図に示す各チツプ30の右方に
おけるブローチ本体１の上面両側部には第８図に示すよ
うに上記チツプ10がその切刃17bのコーナ角を負の値に
して装着されている。

また、ブローチ本体１の基端部には、ピン・ジャーナ
ル径の仕上げ加工を行うスローアウエイチツプ（以下チ
ツプという）40が以下のようにして装着されている。

すなわち、ブローチ本体１の基端部の上面には、第12
図および第13図に示すように、チツプ40を図中上下方向
に移動自在に調整するための調整カートリッジ41が設け
られている。この調整カートリッジ41は上面がブローチ
本体１の上面に対して傾斜する調整キー42と、この調整
キー42の傾斜した上面に設けられたカートリッジ本体43
とから構成されている。そして、このカートリッジ本体
43は、調整ねじ44を軸回りに回転させて調整キー42を図
中左右方向に移動させることにより上下方向に移動せし
められ、ボルト45により調整キー42と共にブローチ本体
１に固定されるようになっている。

上記カートリッジ本体43の先端部上面にはチップ取付
座（以下取付座という）46が形成されており、この取付
座46には上記チツプ40が装着されている。

このチツプ40は六角形板状のものであり、その上面は
ブローチ本体１の幅方向において中央部に向かうに従っ
て漸次底面側に向かうような断面Ｖ字状に形成されてい
る。そして、チップ40は取付座46に装着された状態にお
いて、その底面がブローチ本体１先端側に向かうにした
がって漸次第13図中上方に傾斜していると共に、切刃4
8,48の交点部がブローチ本体１の上面の幅方向の中央部
に位置している。

なお、上記チップ40の前方に位置するチップ50,51,52
はそれぞれ、クランクシャフトのカウンタ幅とピン・ジ
ャーナル径幅とのつなぎ部、ピン・ジャーナル径幅とピ
ン・ジャーナル径とのつなぎ部、およびピン・ジャーナ
ル部のヌスミ部の加工を行うためのものである。

次に、上記構成のターニングブローチを用いてクラン
クシャフトを製造する方法について説明する。（第14図
参照） まず、被削材（クランクシャフトの素材）Ａを回転さ
せつつ、その回転軸に直交する方向から被削材Ａの外周
部にブローチ本体１の最先端部に設けられたチツプ２の
切刃７を切り込む。この時、切刃７がブローチ本体１の
送り方向に平行な基準面８に対して60°傾斜しているの
で、切刃７により削り出された切屑は切屑排出溝４を介
してブローチ本体１の底面側に向けて排出される。

次いで、ターニングブローチを被削材Ａの回転軸に直
交する向きに所定の送り速度で移動させる。すると、ブ
ローチ本体１の先端部上面に設けられた多数のチツプ２
の各切刃７がブローチ本体１の送り方向に漸次上方に突
出しているので、これら切刃７が次々と被削材Ａに当た
り、これにより被削材Ａの一部が削り取られクランクシ
ャフトのカウンタ幅の切削が行なわれる。

さらに、ターニングブローチを上記と同じ方向に移動
させる。すると、チツプ２の後方に設けられた複数のチ
ップ10の各切刃17aが次々に被削材Ａを削り、さらに切
刃17aの後方に位置する複数の切刃17bが次々に被削材Ａ
を削る。これにより、ジャーナル径幅の切削が行なわれ
る。

そして、さらにターニングブローチを上記と同じ方向
に移動させる。すると、複数のチップ30の各切刃35,35
が切削されたジャーナル径幅間に位置する被削材Ａの中
央部に切刃35,35の交点部を切り込むようにして被削材
Ａを次々に削ると共に、各チップ30の後方に設けられた
チップ10の切刃17bが切刃35,35により削り残された部分
を削る。これによりジャーナル径の荒加工を行う。この
時、切刃35,35により削り出される切屑は切刃35,35の交
点部を境にして２分されブローチ本体１の底面側に向け
て排出される。

次いで、さらにターニングブローチを移動させる。す
ると、ジャーナル径の荒加工が終了した被削材Ａがチッ
プ50,51,52によりこの順で加工され、これによりクラン
クシャフトのカウンタ幅とジャーナル径幅とのつなぎ
部、ジャーナル径幅とジャーナル径とのつなぎ部、およ
びジャーナル部のヌスミ部の加工が行なわれる。

そして、さらにターニングブローチを移動させて、チ
ップ52の後方に位置するチップ40の切刃48,48によりジ
ャーナル径の仕上げ加工を行う。この仕上げ加工が施さ
れたジャーナル部は、後工程においてさらに研削仕上げ
を行う関係上、研削代を残して、ジャーナル部の全長に
渡って同径かあるいはジャーナル部の端部から中央部に
向かうに従って漸次太径となるように、その外周面が仕
上げられている。

このようにして、カウンタ幅削り、ジャーナル径幅削
り、およびジャーナル径加工を行う。

また、カウンタ幅削り、ピン径幅削り、およびピン径
加工を行う場合には、被削材Ａを偏心させて回転させる
ことにより、上記と同様にして行なわれる。

上記構成のターニングブローチによれば以下に述べる
ような効果が得られる。

チップ30の切刃35,35をブローチ本体１の幅方向中央
部から側面側に向かうにしたがって漸次ブローチ本体１
の基端側に向けて傾斜するＶ字形に形成すると共に、逃
げ面30bをブローチ本体１の基端側に向かうにしたがっ
て漸次ブローチ本体１の底面側に向けて傾斜させて、ピ
ン・ジャーナル径の荒加工を行う際に、ピン・ジャーナ
ル幅間に位置する被削材Ａの中央部に切刃35,35の交点
部を切り込むようにしたので、チツプ30が被削材Ａによ
り囲まれても切刃35,35により削り出される切屑を切刃3
5,35の交点部を境に２分して切屑排出溝32を介してブロ
ーチ本体１の底面側に向けて排出することができる。従
って、切屑を効果的に排出することができ、切屑排出性
が格段に向上する。

しかも、各チップ30のそれぞれ基端側のブローチ本体
１の上面両側部には、チップ10がその切刃17bのコーナ
角を負の値にして装着されており、上記チップ30の切刃
35,35により削り残された部分を、このチップ10の切刃1
7bによって削り取ってジャーナル径の荒加工を行うよう
にしているので、この荒加工の際に被削材Ａに無理な力
が加わることがなく、切削をスムーズに行うことができ
る。

ブローチ本体１の先端部に設けられた多数のチツプ２
の各切刃７がブローチ本体１の送り方向に平行な基準面
８に対して60°傾斜しているので、切刃がブローチ本体
の送り方向に平行な基準面に対して傾斜していないブロ
ーチに比べ切屑の厚さを35％〜50％程度薄くすることが
できる。従って、各切刃７に対するブローチ本体１の基
端側に位置する切刃７の突出量を大きくすることが可能
となる。よって、同じ切削量のカウンタ幅削りに対し、
切刃７の刃数を少なくすることにより、ブローチ長を短
くすることができ、その結果切削時間を短くすることが
できる。

上記切刃７が上記基準面８に対して傾斜しているの
で、カウンタ幅の切削を行う際に、チツプ２が被削材Ａ
により囲まれても、切屑を切屑排出溝４を介してブロー
チ本体１の底面側に向けて排出することができる。従っ
て、切屑を効果的に排出することができ、切屑排出性が
格段に向上する。

上記チップ２の後方に設けられたチップ10の切刃17a
を上記基準面８に対して30°傾けて、切刃17aの後方に
位置し、マイナスのコーナ角を有する切刃17bに切削を
移行するようにしているので、被削材Ａに無理な力が加
わることがなく、よってピン・ジャーナル径幅の切削を
スムーズに行うことができる。

上面が断面Ｖ字状に形成されたチップ40を底面がブロ
ーチ本体１の先端側に向かうにしたがって漸次上方に傾
斜するようにして取付座45に装着したので、この傾斜角
度を調整することによりピン・ジャーナル部がその全長
に渡り同径かあるいは端部から中央部に向かうにしたが
って漸次太径になるようにその仕上げ面を自在にコント
ロールすることができる。

ブローチ本体１に設けられた各チツプはブローチ本体
１より着脱自在であるので、各チツプがブローチ本体に
一体的に設けられたのブローチのように切刃が折損して
もブローチ本体が不良品となることがない。したがって
クランクシャフトの製造コストの軽減を図ることができ
る。

クランクシャフトのカウンタ幅削り、ピン径・ジャー
ナル径幅削り、およびピン・ジャーナル径加工等の複数
の作業を、ブローチ本体１の移動だけの一工程で行うこ
とができるので、加工を容易かつ短時間で行うことがで
きる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明のターニングブローチ
によれば、ブローチ本体中間部の上面幅方向中央部に設
けられた一部のスローアウエイチツプの切刃をブローチ
本体の幅方向中央部から側面側に向かうにしたがって漸
次ブローチ本体の基端側に向けて傾斜するＶ字形に形成
すると共に、逃げ面をブローチ本体の基端側に向かうに
したがって漸次ブローチ本体の底面側に向けて傾斜させ
て、ピン・ジャーナル径の荒加工を行う際に、ピン・ジ
ャーナル幅間に位置する被削材の中央部に切刃の交点部
を切り込むようにしたので、スローアウエイチツプが被
削材により囲まれても切刃により削り出される切屑を切
刃の交点部を境に２分してブローチ本体の底面側に向け
て排出することができる。従って、切屑を効果的に排出
することができ、切屑排出性が格段に向上する。

しかも、上面両側部に設けられる残りのスローアウェ
イチップは、その切刃のコーナ角を負の値としており、
上記一部のスローアウェイチップのＶ字形の切刃により
削り残された部分を、この残りのスローアウェイチップ
の負のコーナ角の切刃によって削り取ってピン・ジャー
ナル径の荒加工を行なうので、被削材に無理な力が加わ
ることがなく、切削をスムーズに行うことができる。

また、上記各チツプはブローチ本体より着脱自在であ
るので、各チツプがブローチ本体に一体的に設けられた
ブローチのように切刃が折損してもブローチ本体が不良
品となることがない。したがってクランクシャフトの製
造コストの軽減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第14図はこの発明のターニングブローチの
一実施例を示すものであり、第１図はターニングブロー
チの概略側面図、第２図はターニングブローチの先端部
の平面図、第３図は同側面図、第４図は第２図における
IV−IV線視断面図、第５図はターニングブローチの中間
部の平面図、第６図は同側面図、第７図は第５図におけ
るVII−VII線視断面図、第８図は第５図におけるVIII−
VIII線視断面図、第９図はスローアウエイチツプの平面
図、第10図は同側面図、第11図は第10図におけるXI矢視
図、第12図はターニングブローチの基端部の平面図、第
13図は同側面図、第14図はターニングブローチにより被
削材を切削している状態を示す概略側面図、第15図はク
ランクシャフトの要部を示す側面図である。 １……ブローチ本体、30……スローアウエイチツプ、30
b……逃げ面、35……切刃。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブローチ本体の少なくとも中間部に、複数
   のスローアウェイチップを上記ブローチ本体の送り方向
   に互いに離間させて設け、かつ上記各スローアウェイチ
   ップの切刃を上記ブローチ本体の先端側から基端側に向
   かうにしたがって漸次上記ブローチ本体の送り方向と直
   交する方向に突出させてなり、このうち一部のスローア
   ウェイチップは、上記ブローチ本体の上面の幅方向中央
   部に設けられて、上記切刃が上記ブローチ本体の幅方向
   中央部から側面側に向かうにしたがって漸次上記ブロー
   チ本体の基端側に向けて傾斜するＶ字形をなし、かつ上
   記切刃の逃げ面が上記ブローチ本体の底面側に向けて傾
   斜している一方、残りのスローアウェイチップは、上記
   ブローチ本体の上面両側部に設けられて、上記切刃のコ
   ーナ角を負の値にしていることを特徴とするターニング
   ブローチ。